«Μηχανικό» ταξίδι στο... σώμα. First demonstration of micromotor operation and payload release in living organism

Μικροσκοπικές μηχανές κολυμπούν για πρώτη φορά μέσα σε ζωντανό οργανισμό. Preparation and characterization of PEDOT/Zn micromotors. (a) Schematic of the in vivo propulsion and tissue penetration of the zinc-based micromotors in mouse stomach. (b) Preparation of PEDOT/Zn micromotors using polycarbonate membrane templates: (I) deposition of the PEDOT microtube, (II) deposition of the inner zinc layer, and (III) dissolution of the membrane and release of the micromotors. (c) Scanning electron microscopy (SEM) image (left) of the PEDOT/Zn micromotors and the corresponding energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) data (right) of elemental Zn in the micromotors. Scale bar, 5 µm. (d) Time lapse images (1 s intervals, IIV) of the propulsion of PEDOT/Zn micromotors in gastric acid under physiological temperature (37 C). Scale bar, 20 µm. (Reprinted with permission by American Chemical Society).

Μικρομηχανές σχεδιασμένες να μεταφέρουν φάρμακα σε συγκεκριμένους ιστούς δοκιμάστηκαν για πρώτη φορά σε πειραματόζωα.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο χορήγησαν σε ποντίκια μικροσκοπικές μηχανές από πλαστικό οι οποίες συνδέθηκαν στα κύτταρα του στομάχου. Μέχρι σήμερα, τέτοιες «μικρομηχανές» είχαν δοκιμαστεί μόνο in vitro, επισημαίνει η μελέτη στην έγκριτη επιθεώρηση «ACS Nano».

Οι μικρομηχανές της έρευνας είναι ουσιαστικά κύλινδροι από πολυμερές, μήκους 20 μικρομέτρων, καλυμμένοι με νανοσωματίδια ψευδαργύρου. Ο ψευδάργυρος αντιδρά με τα πεπτικά οξέα και απελευθερώνει φυσαλίδες υδρογόνου, οι οποίες βγαίνουν από το ένα άκρο και ωθούν τον κύλινδρο προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η μικρομηχανή μπαίνει έτσι μέσα στο επιθήλιο που επενδύει το στομάχι, διαλύεται από τα οξέα του στομάχου και απελευθερώνει το περιεχόμενό της.

Μέλλον και προοπτικές

Οι μικρομηχανές είναι καλυμμένες με ψευδάργυρο, ο οποίος αντιδρά με τα οξέα του στομάχου και παράγει υδρογόνο. Οι φυσαλίδες προωθούν τη μηχανή προς τα εμπρός.

Στο μέλλον, λένε οι ερευνητές, παρόμοιες μηχανές θα μπορούσαν να μεταφέρουν φάρμακα για την θεραπεία του έλκους ή άλλων παθήσεων που απαιτούν στοχευμένη χορήγηση.

Είναι μια παλιά ιδέα, την οποία διατύπωσε πρώτος ο κορυφαίος αμερικανός φυσικός Ρίτσαρντ Φέινμαν το 1959: «Θα ήταν ενδιαφέρον αν στο χειρουργείο μπορούσες να καταπιείς τον ίδιο τον χειρουργό» είχε πει ο Φέινμαν μιλώντας σε συνέδριο της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας.

«Βάζεις τον μηχανικό χειρουργό μέσα στα αγγεία, οπότε πηγαίνει μόνο τους στην καρδιά και κοιτάζει γύρω του. Βρίσκει ποια βαλβίδα είναι προβληματική και την κόβει με ένα μικρό μαχαίρι» είχε προβλέψει τότε ο οραματιστής φυσικός.

Σχεδόν έξι δεκαετίες μετά, η ιδέα του πλησιάζει στην υλοποίησή της, και υπόσχεται να μεταμορφώσει την ιατρική.